一种屈服强度890MPa级高强钢板及其制造方法

摘要

本发明涉及金属材料制造技术领域，具体涉及一种屈服强度890MPa级高强钢板及其制造方法。制造方法包括如下步骤：(1)冶炼；(2)连铸：铸坯厚度为150～300mm；(3)加热：加热后出炉温度控制在1150～1190℃；(4)轧制：粗轧开轧温度1080～1120℃，中间坯厚度为成品厚度的2.5倍以上；精轧开轧温度为900～940℃，精轧终轧温度为830～870℃；(5)DQ水冷：开冷温度800～840℃，终冷温度≤180℃；(6)回火：回火加热温度为150～300℃，保温时间为40～90min。本发明通过优化合金成分设计、缩短工艺流程和降低热处理成本，实现Q890钢板的超低成本生产。

权利要求

1.一种屈服强度890MPa级高强钢板的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)冶炼：按重量百分比计，熔炼化学成分为C：0.08％～0.12％、Si：0.10％～0.40％、Mn：1.35％～1.65％、P≤0.010％、S≤0.003％、Cr：0.20％～0.50％、Ti：0.008％～

0.025％、Als：0.020％～0.050％、B：0.0010％～0.0025％、O≤0.0030％、N≤0.0040％、H≤

0.0002％，其余为铁及不可避免的杂质，碳当量≤0.50％；

(2)连铸：铸坯厚度为150～300mm；

(3)加热：加热后出炉温度控制在1150～1190℃；

(4)轧制：粗轧开轧温度1080～1120℃，粗轧阶段全程高温轧制，同时结合大压下量实现钢板的心部组织渗透变形，至少有2～3道次的轧制压下率≥20％，中间坯厚度为成品厚度的2.5倍以上；精轧开轧温度为900～940℃，精轧终轧温度为830～870℃；

(5)DQ水冷：开冷温度800～840℃，终冷温度≤180℃；

(6)回火：回火加热温度为150～300℃，保温时间为40～90min，得到成品；

钢的屈服强度Rp0.2：920～1000MPa、抗拉强度Rm：960～1040MPa。

2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(2)控制中间包过热度在10～

20℃，全程保护浇注，对铸坯堆垛缓冷。

3.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(2)的堆垛缓冷采用热坯下铺上盖方式，四周用热坯包围，避免吹风，冷却时间为48h以上。

4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(3)的加热时间为3～5h。

5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(4)粗轧前进行高压水除鳞，除鳞水压力≥23MPa。

6.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤(5)控制冷却速度为18～30℃/s。

7.一种采用如权利要求1～6任一所述的制造方法生产的屈服强度890MPa级高强钢板。

8.如权利要求7所述的屈服强度890MPa级高强钢板，其特征在于，所述屈服强度890MPa级高强钢板的厚度为10～30mm。

说明书

一种屈服强度890MPa级高强钢板及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及金属材料制造技术领域，具体涉及一种屈服强度890MPa级高强钢板及其制造方法。

背景技术

[0002] 近几年，工程机械行业发展迅速，随着重型机械不断向着大型化和自重轻量化的方向发展，对高强度结构钢的需求量逐年递增，高级别产品受到广大工程机械制造商的青睐。屈服强度≥890MPa级高强度工程机械用钢板，是工程机械用高强钢领域的高端产品，该类产品主要应用于混凝土泵车的臂架、汽车起重机的伸缩起重臂、履带式起重机的拉板等大型装备的关键位置。目前对于890MPa级高强钢的生产，普遍添加较高的Cr、Mo、Ni、Nb、V、Ti等合金元素，并采用调质(离线淬火+高温回火)的热处理方式，必然造成合金成本和热处理成本的增加，不利于节能环保。如何做到既能节约生产成本、又能获得性能优异的钢板，已成为目前工程机械用高强度结构钢发展的方向之一。

[0003] 中国专利申请CN201610707878.8公开一种在线淬火生产高强钢Q890中厚板的方法，采用在线淬火结合550±10℃回火的方法生产Q890中厚板，其不足之处在于同时添加了Cr、Mo、Ni、V、Nb等合金元素，合金成本较高；采用150mm铸坯生产16～50mm，对于40mm以上厚度的钢板，铸坯厚度太小，会造成压下量不足的现象；另外采用500±10℃回火，回火温度较高，不利于节约能源，生产成本势必会增加。

[0004] 中国专利申请CN201611080452.0公开一种应用于混凝土泵车等工程机械的屈服强度900MPa级高强钢的轧制及热处理生产方法，其不足之处在于采用了调质(离线淬火+高温回火)的热处理方式，能源消耗较大，增加了生产成本；另外，对于钢板的生产，需要对钢卷进行开平切割，再矫直成钢板，需要开平设备，工艺流程长。

[0005] 现有技术对于屈服强度890MPa级高强钢板的生产，存在合金成本高、生产工艺流程长、热处理成本高等不足之处，无法满足现阶段钢铁行业对于低成本、节能环保、高效制造的生产需求。

发明内容

[0006] 针对屈服强度890MPa级高强钢的现有生产工艺存在的合金成本高、生产工艺流程长、热处理成本高问题，本发明提供一种屈服强度890MPa级高强钢板及其制造方法，通过优化合金成分设计、缩短工艺流程和降低热处理成本，实现Q890钢板的超低成本生产。

[0007] 第一方面，本发明提供一种屈服强度890MPa级高强钢板的制造方法，包括如下步骤：

[0008] (1)冶炼：按重量百分比计，熔炼化学成分为C：0.08％～0.12％、Si：0.10％～0.40％、Mn：1.35％～1.65％、P≤0.010％、S≤0.003％、Cr：0.20％～0.50％、Ti：0.008％～
0.025％、Als：0.020％～0.050％、B：0.0010％～0.0025％、O≤0.0030％、N≤0.0040％、H≤
0.0002％，其余为铁及不可避免的杂质，碳当量(CEV)＝C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5≤0.50％；

[0009] (2)连铸：铸坯厚度为150～300mm；

[0010] (3)加热：加热后出炉温度控制在1150～1190℃；

[0011] (4)轧制：粗轧开轧温度1080～1120℃，粗轧阶段全程高温轧制(1040～1120℃)，同时结合大压下量实现钢板的心部组织渗透变形，至少有2～3道次的轧制压下率≥20％，中间坯厚度为成品厚度的2.5倍以上；精轧开轧温度为900～940℃，精轧终轧温度为830～870℃；

[0012] (5)DQ水冷：开冷温度800～840℃，终冷温度≤180℃；

[0013] (6)回火：回火加热温度为150～300℃，保温时间为40～90min，得到成品。

[0014] 进一步的，所述步骤(2)控制中间包过热度在10～20℃，全程保护浇注，对铸坯堆垛缓冷。

[0015] 进一步的，所述步骤(2)的堆垛缓冷采用热坯下铺上盖方式，四周用热坯包围，避免吹风，冷却时间为48h以上。

[0016] 进一步的，所述步骤(3)的加热时间为3～5h。

[0017] 进一步的，所述步骤(4)粗轧前进行高压水除鳞，除鳞水压力≥23MPa。

[0018] 进一步的，所述步骤(5)控制冷却速度为18～30℃/s。

[0019] 第二方面，本发明提供一种采用上述制造方法生产的屈服强度890MPa级高强钢板。

[0020] 进一步的，所述屈服强度890MPa级高强钢板的厚度为10～30mm。

[0021] 本发明的有益效果在于：

[0022] (1)优化合金成分设计，无需添加Ni、Mo、V、Cu、Nb等贵重金属元素，实现超低成本合金成分设计；(2)无需离线淬火，采用在线淬火(DQ水冷)+低温回火工艺，大大缩短了工艺流程和降低了热处理成本，减少了能源消耗；(3)实现了较低碳当量(CEV≤0.50％)成分设计，钢板焊接性能优异。

[0023] 本发明制造方法实现了超低成本的屈服强度890MPa级高强钢板的生产，钢的屈服强度Rp0.2：920～1000MPa、抗拉强度Rm：960～1040MPa、断后伸长率A：11～16％、‑20℃冲击吸收功KV2：60～150J，性能富余量合适，质量稳定。

附图说明

[0024] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0025] 图1是本发明实施例1生产的屈服强度890MPa级高强钢板的典型金相组织图片。

[0026] 图2是本发明实施例2生产的屈服强度890MPa级高强钢板的典型金相组织图片。

具体实施方式

[0027] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

[0028] 实施例1

[0029] 厚度为10mm的屈服强度890MPa级高强钢板，采用如下制造方法制得：

[0030] (1)冶炼：按照熔炼化学成分C：0.10％、Si：0.31％、Mn：1.46％、P：0.006％、S：0.001％、Cr：0.29％、Ti：0.018％、Als：0.033％、B：0.0015％、O：0.0022％、N：0.0031％、H：
0.00017％，其余为铁及不可避免的杂质，CEV＝0.40％冶炼，严格控制S、P、O、N、H等有害元素及夹杂物；

[0031] (2)连铸：中间包过热度控制在10～20℃，全程保护浇注；铸坯厚度为150mm，对铸坯堆垛缓冷50h，采用热坯下铺上盖，四周用热坯包围，避免吹风；

[0032] (3)加热：连铸坯进行再加热，加热时间为3.2h，加热后出炉温度为1182℃；

[0033] (4)轧制：加热后的连铸坯进行高压水除鳞，除鳞水压力≥23MPa；粗轧开轧温度为1114℃，其中后2道次的轧制压下率≥20％，中间坯厚度为40mm；精轧开轧温度为938℃，精轧终轧温度842℃；

[0034] (5)DQ水冷：开冷温度为806℃，终冷温度为160℃，冷却速度控制在18～30℃/s；

[0035] (6)回火：回火加热温度为280℃，保温时间为40min，得到成品。

[0036] 对该钢板的力学性能进行测试，结果如下表1所示。

[0037] 表1实施例1钢板的力学性能

[0038]

[0039] 实施例2

[0040] 厚度为30mm的屈服强度890MPa级高强钢板，采用如下制造方法制得：

[0041] (1)冶炼：按照熔炼化学成分C：0.12％、Si：0.36％、Mn：1.61％、P：0.008％、S：0.001％、Cr：0.45％、Ti：0.022％、Als：0.045％、B：0.0020％、O：0.0023％、N：0.0030％、H：
0.00016％，其余为铁及不可避免的杂质，CEV＝0.48％冶炼，严格控制S、P、O、N、H等有害元素及夹杂物；

[0042] (2)连铸：中间包过热度控制在10～20℃，全程保护浇注；铸坯厚度为300mm，对铸坯堆垛缓冷66h，采用热坯下铺上盖，四周用热坯包围，避免吹风；

[0043] (3)加热：连铸坯进行再加热，加热时间为4.8h，加热后出炉温度为1162℃；

[0044] (4)轧制：加热后的连铸坯进行高压水除鳞，除鳞水压力≥23MPa；粗轧开轧温度为1084℃，其中后3道次的轧制压下率≥20％，中间坯厚度为85mm；精轧开轧温度为914℃，精轧终轧温度859℃；

[0045] (5)DQ水冷：开冷温度为836℃，终冷温度为160℃，冷却速度控制在18～30℃/s；

[0046] (6)回火：回火加热温度为230℃，保温时间为80min，得到成品。

[0047] 对该钢板的力学性能进行测试，结果如下表2所示。

[0048] 表2实施例2钢板的力学性能

[0049]

[0050] 尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。